JP6466184B2 - 部品管理システム - Google Patents

Description

本発明は、実装装置へ部品を供する部品供給装置において生産に対応した部品プレートが正しく収容されているか否かの部品判定を行う部品管理システムに関する。

基板生産ラインでは、回路基板が各種装置に対して順番に搬送され、所定の部品が回路基板に実装される。複数ある装置の中で、ダイ供給装置が組み付けられた部品実装装置では、そのダイ供給装置からダイシングされた所定のウェハが引き出され、ウェハから実装部品であるダイが取り出されて回路基板へと実装される。こうしたダイ供給装置では、生産に対応したウェハが正しく収納されているか否かを判断する正誤判定が行われる。下記特許文献１には、そうした生産開始前のデバイス照合について開示されている。つまり予め登録されたウェハが、ウェハパレットに装着されマガジンラックに収容されており、そのマガジンラックがダイ供給装置にセットされると、リーダによりマガジンラックのＩＤが読み取られて、デバイス管理サーバで照合が行われるというものである。

特開２０１３−２２９４１２号公報 特開２００６−１１１４４５号公報

前述した従来例では、ダイ供給装置にマガジンラックがセットされた時点で照合が行われるが、その後は新たにウェハが追加されたとしても正誤判定は行われていない。しかし、誤ったウェハを挿入する可能があるため、追加されたウェハについても正誤判定は行われるべきである。この点、上記特許文献２には、マガジンラック内に複数段にバーコードが付されたウェハパレットが挿入され、マガジンラックからの引き出しの際、バーコードリーダによって部品番号が読み取とられ、正しい部品がピッキングされているか否かの確認が行われている。従って、こうした部品確認を特許文献１のマガジンラックでも実施すればよいが、それをデバイス管理サーバで行っていたのでは正誤判定の処理に時間を要し、タクトタイムが大幅に低下してしまう。

そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、部品の正誤判定における処理時間を短縮させた部品管理システムを提供することを目的とする。

本発明に係る部品管理システムは、部品を備えた部品プレートがマガジンラック内の各段のスロットに収容され、部品実装を実行する実装装置に対して部品を供給すべく、生産プログラムに従って所定の部品プレートを前記スロットから引き出す部品供給装置を有し、前記部品供給装置から前記実装装置へ供給される部品の適否を判定するものであって、複数ある前記部品プレートの各々に付された識別手段と、前記スロットから引き出される前記部品プレートの識別手段を読み取る読取手段と、前記読取手段により取得した前記識別手段の識別情報と予め定められた使用部品に関する部品情報との比較から、使用部品を備えた部品プレートであるか否かの部品判定処理を実行する判定手段とを有し、前記判定手段は、前記実装装置の稼動の際に前記部品判定処理である前判定処理を実行し、稼動後に所定の判定条件を満たした場合に前記部品判定処理である後判定処理を実行するものであり、前記マガジンラックには前記部品プレートを出し入れする際に開閉する開閉扉が設けられ、前記判定手段は、前記開閉扉の開閉を検出し、かつ、前記スロットから前記検出後に初めて引き出された部品プレートについて前記後判定処理を実行するものである。

よって、本発明の部品管理システムによれば、実装装置の稼動の際に行う前判定のほかに、例えば開閉扉の開閉を条件として後判定を行うようにしたため、同じ部品判定処理が繰り返し行われることがなくなり、部品の正誤判定における処理時間を短縮させることができる。

基板生産ラインの構成を概念的に示した図である。 部品実装装置の内部構図を示した斜視図である。 ウェハ供給装置の構造を示した側面図である。 デバイス管理サーバと部品実装装置とのデータ送信処理を示した図である。 一括判定による後判定処理を示したフローチャートである。 分割判定による後判定処理を示したフローチャートである。 部品判定データを示した図である。 後判定を表にしたイメージ図である。

次に、本発明に係る部品管理システムの一実施形態について、図面を参照しながら以下に説明する。本実施形態の部品管理システムは、基板生産ラインに採用されたものであり、図１は、その基板生産ラインの構成を概念的に示した図である。基板生産ライン１は、半田印刷装置２、半田検査装置３、部品実装装置４、基板外観検査装置５、およびリフロー装置６が順番に並べられて配置されている。そして、各装置２，３，４，５，６には、上流側の半田印刷装置２から下流側のフロー装置６へ回路基板を順番に搬送するための基板搬送装置７が設けられている。また、各装置２，３，４，５，６には、各種生産情報を管理するためのデバイス管理サーバ８が設けられ、生産情報を双方向に送信できるように通信ケーブルによって接続されている。

本実施形態の部品管理システムは、こうした基板生産ライン１を構成する各装置のうち、特に部品実装装置４の部品管理について特徴を有するものである。図２は、その部品実装装置４の内部構造を示した斜視図である。部品実装装置４は、ベース２０を介して設置され、そのベース２０上には電子部品を実装するモジュール１０が搭載されている。モジュール１０は、隣り合う装置３，５との間で回路基板を受け渡しする基板搬送部１１のほか、電子部品を吸着保持する実装ヘッド１５をＸＹ平面上で移動させる部品実装部１３などが設けられている。なお、基板搬送部１１は、図１に示す基板搬送装置７に相当するものである。

基板搬送部１１は、同じ構成の２つのコンベア２１，２２が並設されており、回路基板が２か所で搬送され、それぞれの搬送路上で電子部品の実装が行われるようになっている。コンベア２１，２２は、共に回路基板の幅寸法に合わせて一対のガイドが平行に設置され、そのガイドに沿って回路基板をＸ軸方向に移動させるようにしたものである。更に、基板搬送部１１には、搬送された回路基板を位置決めするためのクランプ機構などが設けられている。

部品実装部１３は、装置の前後方向（Ｙ軸方向）に移動するＹ軸スライダ２５に対し、左右の幅方向（Ｘ軸方向）に移動するＸ軸スライダ２６が設けられている。２本のＹ軸レール２７は、装置カバー４０１の内部上方に配置され、前後方向に延びている。そして、そのＹ軸レール２７に対してＹ軸スライダ２５が摺動可能に取り付けられている。詳しく図示しないが、Ｙ軸スライダ２５にはボールネジ機構が組み付けられ、サーボモータの回転制御によりＹ軸スライダ２５がＹ軸レール２５に沿って移動し、実装ヘッド１５に対するＹ軸方向の位置決めが行われる。

Ｙ軸スライダ２５は、左右方向に長いブロック形状をしており、その前面部にＸ軸レール２８が固定されている。そして、そのＸ軸レール２８には、Ｘ軸スライダ２６が摺動可能に取り付けられている。ここでも詳しく図示しないが、Ｘ軸スライダ２６にはボールネジ機構が組み付けられ、サーボモータの回転制御によりＸ軸スライダ２６がＸ軸レール２８に沿って移動し、実装ヘッド１５に対するＸ軸方向の位置決めが行われる。その実装ヘッド１５には、電子部品を吸着保持することが可能な吸着ノズル１５０が設けられている。吸着ノズル１５０は、上下方向（Ｚ軸方向）に移動できるように、昇降機構を介して組み付けられている。また、実装ヘッド１５には、昇降機構のほかに回転機構も組み込まれており、吸着ノズル１５０が実装ヘッド１５に対して昇降と回転が可能な構成となっている。

こうした部品実装装置４は、装置前面部すなわちモジュール１０の図面手前側に、デバイステーブル１６とウェハ供給装置１８とが設置されている。ウェハ供給装置１８は、収納ボックス３１内に複数のウェハ５０が収納されており、ウェハ５０が一枚ずつ収納ボックス１８内からモジュール１０側に引き出されるようになっている。ウェハ５０は、ダイシングによって碁盤目状にダイが形成され、ウェハパレット５１上に実装されている。その際、ウェハパレット５１には伸縮可能なダイシングシートを備える円形のウェハ装着板が設けられ、そこにウェハ５０が装着される。

ここで図３は、ウェハ供給装置１８の構造を示した側面図である。ウェハ供給装置１８は、収納ボックス３１内にマガジンラック３２が収納され、そのマガジンラック３２は、複数のウェハパレット５１を収納することが可能であり、特に水平状態のウェハパレット５１が上下方向に並べて収納されている。すなわち、マガジンラック３２には複数段のスロット３３が形成され、各スロット３３にウェハパレット５１が一枚ずつ挿入されている。スロット３３は、マガジンラック３２に対して部品実装装置４の前後方向（図１のＹ軸方向、図３の左右両方向）の両側からウェハパレット５１を出し入れできるように形成されている。

ウェハ供給装置１８は、台車３４に搭載され、図２に示すように部品実装装置４の前部に設置される。そのとき収納ボックス３１は、開閉扉３５が装置前面側に位置し、反対のモジュール１０側には、図３に示すように供給口３６が位置することになる。供給口３６は、一枚のウェハパレット５１をモジュール１０側に出し入れするためのものである。よって、ウェハ供給装置１８では、開閉扉３５の開閉によりウェハパレット５１がマガジンラック３２内にセットされ、供給口３６からは、部品実装のタイミングで所定のウェハパレット５１が収納ボックス３１から出し入れされる。そのため、ウェハ供給装置１８は、上下に配置されたウェハパレット５１を供給口３６の高さに合わせて位置決めできるように、マガジンラック３２が昇降可能な構成を有している。

マガジンラック３２は、収納ボックス３１の内壁面に形成された上下方向のガイドレール３７に沿って摺動可能に組み付けられ、そのガイドレール３７に隣接してボールネジ機構が設けられている。すなわち、収納ボックス３１の底面にサーボモータ３８が回転軸を上にして固定され、その回転軸に一体のネジ軸３９が垂直に伸び、マガジンラック３２に固定された不図示のナットに螺合している。従って、サーボモータ３８の回転制御によりマガジンラック３２が収納ボックス３１内を昇降し、所定ウェハパレット５１を供給口３６の高さへ位置決めさせることができる。

次に、ウェハ供給装置１８は、供給口３６の外にウェハ引出し機構が設けられている。ウェハ引出し機構は、ウェハパレット５１を搭載するテーブル４１が、不図示のガイドレールを介して部品実装装置４の前後方向（Ｙ軸方向）に摺動自在に設けられ、ボールネジ機構により移動可能になっている。すなわち、ガイドレールに平行なＹ軸方向のネジ軸４２が、軸受４３によって一端部が回転支持され、他端部がサーボモータ４４の回転軸に連結されている。そして、そのネジ軸４２は、テーブル４１に固定された不図示のナットを貫通して螺合している。なお、テーブル４１には、ウェハパレット５１を引出しおよび差入れ可能な不図示のフック手段も設けられている。

こうして供給口３６から出し入れされるウェハパレット５１は、そのウェハパレット５１に装着されているウェハ５０が正しい実装部品でなければならない。そこで、ウェハ供給装置１８には、収納ボックス３１の外側であって供給口３６の上方にバーコードリーダ４７が設置されている。一方、ウェハパレット５１には、図２に示すように、ウェハ５０を識別するためのバーコード５３が付されている。なお、バーコード５３が示すウェハ５０の識別情報は、基板生産に使用する部品情報と関連付けられ、部品管理データとして予めデバイス管理サーバ８に保存されている。

ところで、基板生産ライン１による基板生産は、各装置２〜７を駆動制御するデバイス管理サーバ８によって生産管理が行われ、そのデバイス管理サーバ８には、前述した部品管理データのほか、ロット生産を行う場合の基板順序や生産完了枚数などの生産計画データが予めデータベース化され保存されている。また、基板生産ライン１の各装置２〜７によって実施されるジョブ（基板生産ジョブ）の内容は、予めジョブデータに記述されデータベース化されている。ジョブデータの内容には、基板の回路パターンや電子部品に関する設計データ、半田印刷作業や電子部品実装作業に関する作業データ、基板検査に関する検査データなどが含まれる。そして、こうした生産計画データやジョブデータも、デバイス管理サーバ８に保存される。

ここで図４は、デバイス管理サーバ８と部品実装装置４とのデータ送信処理の一部を示した図である。デバイス管理サーバ８では、生産計画データを基に実施する生産ジョブが決定され、該当する生産ジョブのジョブデータが取得される。そして、デバイス管理サーバ８から各装置２〜７に対してジョブデータが伝送され（Ｓ１０１）、各装置２〜７の生産ジョブが実行される。そこで、基板生産ライン１の各装置２〜７が稼動するが、本実施形態の特徴を有する部品実装装置４では、マガジンラック３２に収納された全ウェハ５０について部品の正誤判定処理が実行される。

ウェハ供給装置１８では、マガジンラック３２がサーボモータ３８の回転制御により昇降し、複数あるスロット３３が上段から下段にかけて一段ずつ供給口３６の高さへと順番に位置決めされる。位置決めされたスロット３３からは、ウェハパレット５１がテーブル４１のフック手段によって供給口３６から収納ボックス３１の外へと一旦引き出され、そのバーコード５３がバーコードリーダ４７によって読み取られる。読み取られたウェハ５０の識別データは、デバイス管理サーバ８へと送信され（Ｓ１０２）、生産計画に基づく使用部品の正誤判定がジョブデータや部品管理データとの照合によって行われる。

ウェハ５０の識別データに基づく照合は、マガジンラック３２内の全てのウェハ５０に対して行われる。そして、デバイス管理サーバ８では、この正誤判定処理に伴い部品判定データが作成され、それが部品実装装置４の制御装置４０（図２参照）に送信される（Ｓ１０３）。この部品判定データは、デバイス管理サーバ８で行った部品の正誤判定を部品実装装置４でも実行できるようにするためのものである。図７は、その部品判定データを示した図である。すなわち、マガジンラック３２は上下に５段のスロット３３が形成され、そのスロット名が上から順にＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅである。そして、各スロット３３には、挿入されているウェハパレット５１に付されたウェハ５０の識別データと、実装部品が対応している。

本実施形態では、部品の正誤判定が基板生産ライン１の稼動開始の時だけではなくその後にも行われる。特に可動開始後の判定は、デバイス管理サーバ８ではなく部品実装装置４で行われる。そこで、基板生産ライン１の稼動開始時にデバイス管理サーバ８で行われる正誤判定を「前判定」といい、稼動開始後に部品実装装置４で行われる正誤判定を「後判定」という。前判定は、前述したように基板生産ライン１の稼動開始が実行の契機となるが、後判定は、本実施形態では開閉扉３５の開閉が契機となる。開閉扉３５が開けられる場合としては、基板生産の経過に伴い部品（ダイ）が切れてしまい、新しいウェハパレット５１に入れ替えられる場合などである。その際、部品実装装置４の駆動は一旦停止することになる。

収納ボックス３１内には、開閉扉３５の開閉を検出するための開閉検出センサ４８が設けられている。よって、ウェハパレット５１が入れ替えられたような場合には、開閉検出センサ４８から制御装置４０に開閉検出信号が送信され、後判定が行われる。図５及び図６は、部品実装装置４における自動運転処理（メインルーチン）の中にサブルーチンとしてプログラムされた後判定処理を示すフローチャートである。なお、図５及び図６は、共に後判定における処理を示したものであるが、別の例による判定方法であり、図５に示す判定方法が一括判定処理であり、図６に示す判定方法が分割判定処理である。以下、図５及び図６の後判定処理について順に説明する。

先ず、制御装置４０は、全スロット３３の判定が行われたか否かについて判定するためのフラグレジスタが用意され、後判定処理が実行される前に、開閉検出信号の受信によりマガジンラック３２の各段のスロット３３に対応した判定用フラグ「１」が立つようにしている。後判定処理では、その判定用フラグを確認しながら各段のスロットについて判定が行われる。図８は、そうした後判定を表にしてイメージした図である。すなわち後判定では、Ａ〜Ｅのスロット３３のウェハ５０について、判定が未処理の場合は判定用フラグが「１」に設定され、判定が処理された場合に判定用フラグが「０」に切り換えられ、その判定結果（「ＯＫ」又は「ＮＧ」）が設定される。

そこで、図５に示す一括判定処理では、先ず、開閉検出センサ４８からの開閉検出信号の有無によって開閉扉３５の開閉が判断される（Ｓ２０１）。開閉扉３５が開いていない場合には（Ｓ２０１：ＮＯ）、後判定処理は行われない。一方、開閉扉３５が開けられた場合には（Ｓ２０１：ＹＥＳ）、ウェハ５０の正誤判定が行われる。それには収納ボックス３１からウェハパレット３３が引き出され、そのバーコード５３がバーコードリーダ４７によって読み取られる（Ｓ２０２）。そして、読み取られたウェハ５０の識別データは、デバイス管理サーバ８へと送信されることなく、部品実装装置４が保有する部品判定データとの照合により正誤判定が行われる（Ｓ２０３）。

次に、全スロット３３の判定が行われたか否かについて判定用フラグが確認される（Ｓ２０４）。ウェハ５０の正誤判定はスロット３３のＡ〜Ｅにかけて順番に行われ、全スロット３３について正誤判定が終了するまでは（Ｓ２０４：ＮＯ）、ステップＳ２０２〜Ｓ２０４が繰り返される。そして、全スロット３３について正誤判定が終了した場合には（Ｓ２０４：ＹＥＳ）、判定結果の確認が行われる（Ｓ２０５）。判定の結果、誤りが無ければ（Ｓ２０５：ＮＯ）、そのまま後判定が終了する。一方、判定の結果、誤りがあった場合には（Ｓ２０５：ＹＥＳ）、その結果が部品実装装置４のモニタに表示され、更にシグナルタワーの点滅などによる報知が行われ（Ｓ２０６）、後判定が終了する。

続いて、図６に示す分割判定処理では、先ず、開閉扉３５の開閉が、開閉検出センサ４８からの開閉検出信号の有無によって判断される（Ｓ３０１）。開閉扉３５が開けられていない場合には（Ｓ３０１：ＮＯ）、後判定処理は行われない。一方、開閉扉３５の開閉があった場合には（Ｓ３０１：ＹＥＳ）、ウェハパレット５１の引出しと、引き出されたウェハパレット５１に対応するスロット３３の判定用フラグが確認される（Ｓ３０２，Ｓ３０３）。分割判定処理では、各スロット３３のウェハ５０について正誤判定が各一回ずつ不規則に行われるからである。

従って、開閉扉３５が開いても、その後スロット３３からウェハパレット５１が引き出されない場合（Ｓ３０２：ＮＯ）、または、スロット３３から引き出されたウェハパレット５１であっても、既にウェハ５０について正誤判定が済んでいる場合には（Ｓ３０３：ＮＯ）、後判定は行われない。そのため、この分割判定処理では、開閉扉３５が開いた後の実装においてスロット３３から一度も引き出されないウェハ５０について後判定は行われない。一方で、引き出されたウェハパレット５１のウェハ５０が未判定の場合には（Ｓ３０２：ＹＥＳ，Ｓ３０３：ＹＥＳ）、そのバーコード５３がバーコードリーダ４７によって読み取られる（Ｓ３０４）。

そして、読み取られたウェハ５０の識別データはデバイス管理サーバ８へと送信されることなく、部品実装装置４が保有する部品判定データとの照合により正誤判定が行われる（Ｓ３０５）。判定の結果、誤りが無ければ（Ｓ３０６：ＮＯ）、そのまま該当するスロット３３（ＡからＥの何れか一つ）のウェハ５０について正誤判定が終了する。一方、判定の結果、誤りがあった場合には（Ｓ３０６：ＹＥＳ）、その結果が部品実装装置４のモニタに表示され、更にシグナルタワーの点滅などによる報知が行われ（Ｓ３０７）、該当するスロット３３のウェハ５０について後判定が終了する。

よって、本実施形態の部品管理システムでは、前判定のほかに開閉扉３５の開閉を契機として後判定を行うようにしたため、同じウェハ５０について繰り返し正誤判定処理が行われることがなくなり、処理時間を短縮させることができる。また、前判定をデバイス管理サーバ８で行い、後判定を部品実装装置４で行うようにしたため、後判定では、バーコードリーダ４７によって読み取ったウェハ５０の識別データをデバイス管理サーバ８へ送信する必要がなく、その点でも処理時間を短縮させることが可能になる。

更に、図６に示した後判定処理では、全てのウェハ５０について正誤判定を行うことなく、実装処理に応じて引き出されたものについてだけ正誤判定を行うようにしたため、既に使用されなくなった部品のウェハパレット５１について正誤判定を行わない点で処理時間を短縮させることが可能になる。そして、後判定処理の契機を開閉扉３５の開閉にしたため、ウェハパレット５１の入れ間違いがあった場合に、その誤りを確実に判別することができる。そして、その結果がモニタ表示やシグナル表示によって作業者に知らされるため、その後の修正を確実に行うことができる。

以上、本発明の部品回収装置の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、前記実施形態では、ダイシングされたウェハ５０を備えるウェハパレット５１を例に挙げて説明したが、部品を備えた部品プレートとしては他のものであってもよい。
また、例えば、開閉扉３５が開けられたとしてもウェハパレット５１の入れ替えが無いこともあるため、後判定処理の契機を、ウェハパレット５１の入れ替えを行った場合に作業者が行うボタン入力にしてもよい。

１…基板生産ライン ４…部品実装装置 ８…デバイス管理サーバ １８…ウェハ供給装置 ３１…収納ボックス ３２…マガジンラック ３３…スロット ３５…開閉扉 ４７…バーコードリーダ ４８…開閉検出センサ ５０…ウェハ ５１…ウェハパレット ５３…バーコード

Claims (3)

1. 部品を備えた部品プレートがマガジンラック内の各段のスロットに収容され、部品実装を実行する実装装置に対して部品を供給すべく、生産プログラムに従って所定の部品プレートを前記スロットから引き出す部品供給装置を有し、前記部品供給装置から前記実装装置へ供給される部品の適否を判定する部品管理システムにおいて、
   複数ある前記部品プレートの各々に付された識別手段と、
   前記スロットから引き出される前記部品プレートの識別手段を読み取る読取手段と、
   前記読取手段により取得した前記識別手段の識別情報と予め定められた使用部品に関する部品情報との比較から、使用部品を備えた部品プレートであるか否かの部品判定処理を実行する判定手段とを有し、
   前記判定手段は、前記実装装置の稼動の際に前記部品判定処理である前判定処理を実行し、稼動後に所定の判定条件を満たした場合に前記部品判定処理である後判定処理を実行するものであり、
   前記マガジンラックには前記部品プレートを出し入れする際に開閉する開閉扉が設けられ、
   前記判定手段は、前記開閉扉の開閉を検出し、かつ、前記スロットから前記検出後に初めて引き出された部品プレートについて前記後判定処理を実行するものであることを特徴とする部品管理システム。
2. 前記判定手段は、前記実装装置を制御管理する主管理装置と前記実装装置とにそれぞれ設けられ、
   前記前判定処理は、前記部品情報を有する前記主管理装置により実行され、前記後判定処理は、前記前判定処理の際に前記主管理装置によって判定結果とともに送信された前記部品情報に基づき、前記実装装置により実行されることを特徴とする請求項１に記載の部品管理システム。
3. 前記判定手段により実行される後判定処理は、前記判定条件を満たした後、生産プログラムに従って前記スロットから引き出される部品プレートに対して各１回ずつ行われるようにしたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の部品管理システム。
   

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